網絡編程相關基本概念
進程與線程###
進程（Process）是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操作系統結構的基礎。它可以申請和擁有系統資源，是一個動態的概念，是一個活動的實體
進程的概念主要有兩點：第一，進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間，一般情況下，包括文本區域（text region）、數據區域（data region）和堆棧（stack region）。文本區域存儲處理器執行的代碼；數據區域存儲變量和進程執行期間使用的動態分配的內存；堆棧區域存儲着活動過程調用的指令和本地變量。第二，進程是一個“執行中的程序”。程序是一個沒有生命的實體，只有處理器賦予程序生命時（操作系統執行之），它才能成爲一個活動的實體，稱其爲進程。進程是有一定生命期的
進程和線程關係：
通常在一個進程中可以包含若干個線程，它們可以利用進程所擁有的資源，在引入線程的操作系統中，通常都是把進程作爲分配資源的基本單位，而把線程作爲獨立運行和獨立調度的基本單位，由於線程比進程更小，基本上不擁有系統資源，故對它的調度所付出的開銷就會小得多，能更高效的提高系統內多個程序間併發執行的程度
當創建一個進程時，系統會自動創建它的第一個線程，稱爲主線程。然後，該線程可以創建其他的線程，而這些線程又能創建更多的線程
###網絡應用程序###
從計算機網絡體系結構的角度來看，網絡應用處於網絡層次的最上層。
從功能上可以將網絡應用程序分爲兩部分。一部分是專門負責網絡通信的模塊,它們與網絡協議棧相連接，藉助網絡協議棧提供的服務完成網絡上數據信息的交換；另一部分是面向用戶或者進行其他處理的模塊，它們接收用戶的命令，或者藉助網絡傳輸過來的數據進行加工。這兩部分模塊相互配合，來實現網絡程序的功能。
網絡編程首先要解決網間進程通信的問題，然後才能在通信的基礎上開發應用功能。
###實現網間進程通信必須解決的問題###
- 網間進程的標識問題
- 與網絡協議棧連接問題
- 多重協議的識別問題
- 不同通信服務的問題
###Internet中網間進程通信###
網間進程通信是指網絡中不同主機中的應用進程之間的相互通信。
對於Internet中網間進程通信主要是對TCP/IP協議棧的應用，因爲Internet是基於TCP/IP協議棧的。實現網絡中應用進程之間的通信對於網絡協議棧來說，是在發送端自上而下地複用，在接收端自下而上的分用
其中，傳輸層在網絡通信中佔據重要地位。傳輸層是對計算機網絡中通信主機內部進行獨立操作的第一層，是支持端到端的進程通信的關鍵一層。TCP/IP提出了傳輸層協議端口（Protocol Port，端口）的概念，解決了通信進程的標識問題
網絡層的IP在Internet中也起着重要作用，使用IP地址統一了Internet中的各種主機的物理地址，用IP數據報統一了各種物理網的幀，實現了異構網的互連
###端口###
端口是TCP/IP協議簇中，應用層進程與傳輸層協議實體間的通信接口。應用層進程通過系統調用與某個端口進行綁定，之後通過這個端口與其它網絡進程進行數據交換
類似於文件描述符，每個端口都擁有一個叫作端口號（Port Number）的整數型標識符，用於區別不同的端口
端口是操作系統可分配的一種資源；從實現角度來看，端口是一種抽象的軟件機制，包括一些數據結構和I/O緩衝區
###進程的標識###
在Internet中，用一個三元組可以在全局中唯一地標識一個應用層進程：
應用層程序 = （傳輸層協議、主機IP地址、傳輸層的端口號）
這樣一個三元組，叫做一個半相關，它標識了Internet中進程間通信的一個端點
###網間進程通信的標識###
一個完整的網間通信需要一個無援助在全局中唯一地標識：
（傳輸層協議、本地機IP地址、本地機傳輸層端口端口、遠地機IP地址、遠地機傳輸層端口）
這個五元組稱爲一個全相關，即兩個協議相同的半相關才能組合成一個合適的全相關，或完全指定一對網間通信的進程
###網絡協議的特徵###
####面向消息的協議與基於流的協議####
**面向消息的協議：**面向消息的協議以消息爲單位在網上傳送數據，消息在發送端一條一條地發送，在接收端也只能一條一條地接收，每條消息是獨立的，消息之間存在邊界
**基於流的協議：**基於流的協議不保護消息邊界，將數據當作字節流連續地傳輸，不管實際邊界是否存在。如果發送端連續發送數據，接收端有可能在一次接收動作中接收兩個或者更多的數據包。在發送端，允許系統將原始消息分解成幾條小消息分別發送，或者把幾條消息積累在一起，形成一個較大的數據包，一次送出。多次發送的數據統一編號，從而把它們聯繫在一起。接收端會盡量地讀取有效數據。只要數據一到達，網絡堆棧就開始讀取它，並將它緩存下來等待進程處理。在進程讀取數據時，系統儘量返回更多的數據
**保護消息邊界：**傳輸協議把數據當作一條獨立的消息在網絡上傳輸，接收端只能接收獨立的消息。存在保護消息邊界，接收端一次只能接收發送端發出的一個數據包
####面向連接的服務和無連接的服務####
面向連接的服務是電話系統服務模式的抽象，即每一次完整的數據傳輸都要經過建立連接、使用連接和終止連接的過程。在數據傳輸的過程中，各數據分組不攜帶目的地址，而使用連接號（Connect ID）。本質上，連接是一個管道，收發數據不但順序一致，而且內容相同
無連接服務是郵政系統服務的抽象，每個分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統中獨立傳送。無連接服務不能保證分組到達的先後順序，不進行分組出錯的恢復與重傳，不保證傳輸的可靠性。無連接協議在通信前，不需要建立連接，也不管接收端是否正在準備接收。
####可靠性和次序性####
可靠性保證保證了發送端發出的每個字節都能到達既定的接收端，不出錯，保證數據的完整性，稱爲保證投遞。
次序性是指對數據到達接收端的順序進行處理。保護次序性的協議保證接收端收到數據的順序就是數據的發送順序，稱爲按序遞交。
可靠性和次序性與協議是否是面向連接密切聯繫，多數情況下，面向連接的協議做了許多工作能確保數據的可靠性和次序性。而無連接的協議不必去驗證數據的完整性，不必確認收到的數據，不必考慮數據的次序，因而簡單快速的多。
//以上內容大部分摘自《網絡編程實用教程（第三版）》 編者 段利國 劉金江 倪天偉 葉樹華
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